DE2744725C3 - Wear-resistant coating of the work surface of disc-shaped machine parts made of aluminum or aluminum alloys - Google Patents

Wear-resistant coating of the work surface of disc-shaped machine parts made of aluminum or aluminum alloys

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DE2744725C3 DE2744725A DE2744725A DE2744725C3 DE 2744725 C3 DE2744725 C3 DE 2744725C3 DE 2744725 A DE2744725 A DE 2744725A DE 2744725 A DE2744725 A DE 2744725A DE 2744725 C3 DE2744725 C3 DE 2744725C3
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Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine verschleißfeste Beschichtung der Arbeitsoberfläche von scheibenförmigen Maschinenteilen aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen, sowie deren Verwendung auf Bremsscheiher,, insbesondere für Motorräder, oder Kupplungsscheiben.The present invention relates to a wear-resistant coating for the work surface of disc-shaped machine parts made of aluminum or aluminum alloys, as well as their use Brake discs, especially for motorcycles, or clutch disks.

Nach dem bisherigen Stand der Technik ist es üblich, Brems- und Kupplungsscheiben aus Stahl, einem für die gestellten Anforderungen genügend verschleiß- und abriebfesten Material, herzustellen. Es hat sich deshalb erübrigt, für diesen Werkstoff spezielle Oberflächenbehandlungen vorzusehen. Im Fahrzeugbau wirken sich die verhältnismäßig schweren Bremsscheiben aus Stahl nachteilig aus, weil die ungefederte Masse groß ist, was sich in einem geringeren Fahrkomfort ausdrückt. Bei Kupplungsscheiben ist eine möglichst niedrige Masse erwünscht, weil damit der Energieaufwand für die Rotationsbewegung gering gehalten werden kann.According to the prior art, it is common to have brake and clutch disks made of steel, one for the Make sufficient wear and abrasion-resistant material to meet the requirements. It has therefore there is no need to provide special surface treatments for this material. In vehicle construction the relatively heavy steel brake discs are disadvantageous because the unsprung mass is large, which is expressed in a lower driving comfort. The lowest possible mass is required for clutch disks desirable because this means that the energy required for the rotational movement can be kept low.

Fahrzeug- bzw. Maschinenbauer sind schon vor einiger Zeit dazu übergegangen, den Wc.kstoff Stahl durch das wesentlich leichtere Aluminium zu ersetzen.Vehicle and machine builders switched to the Wc.kstoff Stahl some time ago to be replaced by the much lighter aluminum.

Aluminium ist jedoch gegen Reib-Verschleißbeanspruchung wenig widerstandsfähig, weshalb die Reibflächen mit einem verschleißfesteren Material beschichtet werden müssen. Die Beschichtung von Aluminium mit Stahl zwecks Erhöhung der Verschleißfestigkeit ist wohl erprobt, aber aus wirtschaftlichen Gründen wieder aufgegeben worden.However, aluminum is against frictional wear and tear not very resistant, which is why the friction surfaces are coated with a more wear-resistant material Need to become. Coating aluminum with steel for the purpose of increasing wear resistance is fine tried and tested, but abandoned for economic reasons.

Die Erfinder haben sich deshalb die Aufgabe gestellt, eine verschleißfeste Beschichtung der Arbeitsoberfläche von scheibenförmigen Maschinenteilen zu schaffen, wobei diese Maschinenteile ein minimales Gewicht, ein optimales Reibverhalten, eine ausreichende Lebensdauer und minimale Herstellungskosten haben. Diese beschichteten Maschinenteile, insbesondere Brems- und Kupplungsscheiben, sollen für eine Fertigung in großtechnischem Stil geeignet sein.The inventors have therefore set themselves the task of creating a wear-resistant coating for the work surface of disc-shaped machine parts, whereby these machine parts have a minimal weight have optimal friction behavior, a sufficient service life and minimal manufacturing costs. These coated machine parts, in particular brake and clutch disks, are to be used for production in industrial style.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Arbeitsoberfläche der Maschinenteile aus thermisch aufgetragenen Cermetbeschichtungen mit aluminiumhaltiger Metallkomponente bestehen.The object is achieved according to the invention by that the working surface of the machine parts made of thermally applied cermet coatings with aluminum-containing metal components exist.

Cermet-Werkstoffe haben zwei Komponenten: Eine keramische und eine metallische. Die erfindungsgemäß eingesetzten keramischen Werkstoffe müssen hart und verschleißfest sein, wozu sich Metalloxide mit entsprechenden Eigenschaften vorteilhaft anbieten. Oxidkeramische Materialien, die aus AI2O3, AI2Oj + TiO2. AI2O) + ZrO2. Cr2Oj oder AI2Oj + Cr2O3 bestehen, haben ausgezeichnete Resultate erbracht. Die metallische Komponente des Cermets kann sowohl aus Reinaluminium als auch aus einer Silizium- bzw. magnesiumhaltigen Aluminiumlegierung bestehen.Cermet materials have two components: one ceramic and one metallic. The ceramic materials used according to the invention must be hard and wear-resistant, for which purpose metal oxides with corresponding properties are advantageous. Oxide ceramic materials consisting of Al 2 O 3 , Al 2 Oj + TiO 2 . AI 2 O) + ZrO 2 . Cr 2 Oj or Al 2 Oj + Cr 2 O 3 have given excellent results. The metallic component of the cermet can consist of both pure aluminum and an aluminum alloy containing silicon or magnesium.

Cermets der beschriebenen Art können unter anderem durch pulvermeiallurgische Verfahren hergestellt werden, tür das Auftragen von CermetSchichien auf Substrate aller Art bieten sich die bekannten thermischen Sprit/verfahren an. wie λ Β. Flamm oder Plasmaspritzen.Cermets of the type described can be produced, inter alia, by powder-mechanical processes for the application of CermetSchichien The well-known thermal fuel processes are suitable for all types of substrates. like λ Β. Flame or Plasma spraying.

Bei der Festlegung des Verhältnisses /wischen keramischem und metallischem Anteil des Cermets muß berücksichtigt werden, daß die keramische Komponen te Härte und Verschleißfestigkeit, die metallische Komponente Duktilitiit und Schlagunempfindlichkeil bewirkt. Bei verschleißfesten Arbeilsöberflächen hat man das Bestreben, den metallischen Anteil derart zu minimalisieren, daß gerade noch die erforderliche Dukilität und Schlägiinempfindlichkeit erreicht wird. Dies ist der Fall, wenn das GewichtS'Verhältnis Keramik zu Metall zwischen 90 :10 und 60 :40 liegt. Für die vorzugsweise verwendete Zusammensetzung derWhen setting the ratio / wipe ceramic and metallic components of the cermet must be taken into account that the ceramic components te hardness and wear resistance, the metallic component ductility and impact resistance wedge causes. In the case of wear-resistant working surfaces, the aim is to increase the metallic portion in this way minimize that the required duckility and impact sensitivity is just achieved. This is the case when the weight / ratio Ceramic to metal is between 90:10 and 60:40. For the preferably used composition of the

Cermets ist ein Gewichts-Verhältnis von Keramik zu Metall, das zwischen 85 :15 und 75 :25 liegt, besonders geeignet. Diese Mischungen zeigen auch eine genügend hohe Wärmeleitfähigkeit, um die beim Bremsen erzeugte Wärme an das Grundmaterial Aluminium weiterleiten zu können.Cermets are a weight ratio of ceramic to metal that is between 85:15 and 75:25, especially suitable. These mixtures also show a sufficiently high thermal conductivity to prevent braking to be able to transfer the generated heat to the base material aluminum.

Vor dem Aufbringen des Cermets kann eine vorzugsweise 10—100 μπι dicke Haftschicht aus Aluminium aufgetragen werden, in welcher der Cermet verankert wird.Before the cermet is applied, a preferably 10-100 μm thick adhesive layer made of aluminum can be used can be applied in which the cermet is anchored.

Eine qualitativ hochwertige verschleißfeste Arbeitsoberfläche kann nur erreicht werden, wenn beide Komponenten des Cermets beim thermischen Spritzprozeß vollständig aufgeschmolzen werden. Die Spritztemperatur ist einerseits dadurch begrenzt, daß die keramische Komponente vollständig aufgeschmolzen werden muß, und andererseits die metallische Komponente nicht verdampfen darf. Das Verdampfen der metallischen Komponente kann verhindert werden, indem eine geeignet große Körnung gewählt wird, beispielsweise von 20 bis 60 μίτι. Die für das Aufschmelzen der keramischen Komponente notwendige Temperatur wird vorteilhaft mit einer Plasmaspritzapparatur erzeugt. Eine wirtschaftliche Herstellung solcher Brems- bzw. Kupplungsscheiben kann nur dann gewährleistet sein, wenn eir. Plasmabrenner mit hoher Spritzleistung zur Verfügung steht. Dazu eignet sich im besonderen Maße ein wasserstabilisierter Plasmabrenner mit 200 kW elektrischer Leistung.A high quality wear-resistant work surface can only be achieved if both Components of the cermet are completely melted in the thermal spray process. The injection temperature is limited on the one hand by the fact that the ceramic component is completely melted must be, and on the other hand, the metallic component must not evaporate. The evaporation of the metallic components can be prevented by choosing a suitably large grain size, for example from 20 to 60 μίτι. The one for melting The temperature required for the ceramic component is advantageously achieved with a plasma spray apparatus generated. Only then can such brake or clutch disks be manufactured economically be guaranteed if eir. Plasma torch with high spray output is available. The special dimensions a water-stabilized plasma torch with 200 kW electrical power.

Wenn bei Bremsscheiben aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung nach bisher üblichen Konstruktionsplänen für öremsscheiben aus Stahl Löcher «ngebracht werden und narh den ben beschriebenen Verfahren eine Beschichtung "Aufgebracht wird, hat sich gezeigt, daß diese Schicht die ai ' sie ausgeübten Scherkräfte nicht aushält. Als Folge davon /eigen sich nach verhältnismäßig kurzer Zeit Risse in der aufgespritzten Schicht, welche von den angebrachten Löchern ausgehen und in radialer Richtung der Scheibe verlaufen.If with brake discs made of aluminum or an aluminum alloy according to the usual design plans Holes can be drilled for front discs made of steel and described in detail Method a coating "is applied" has become shown that this stratum was exercised by the ai 'it Cannot withstand shear forces. As a result, cracks in the sprayed-on layer, which extend from the holes made and in the radial direction of the disc get lost.

linsere Versuche haben gezeigt, daß diese Rißbildung vor allem auftritt, wenn zwei Löcher, die auf einer Radiallinie der Scheibe liegen, einen zu geringen Abstand haben. Überraschend hat sich gezeigt, daß dieses Phänomen der Rißbildung durch eine besondere Anordnung der Löcher vollständig unterdrückt werden kann. Diese Löcher werden s<i angeordnet, daß der Zwischenraum zwischen zwei Löchern mindestens 6 mm beträgt, und daß die Verbindungsgeraden von iwei beliebigen Löchern mit der durch eines der beiden Löchern gehenden Radiallinie einen Winkel von mindestens 30" aufweist.Liner tests have shown that this cracking occurs especially when two holes that lie on a radial line of the disk are too small To have a distance. Surprisingly, it has been shown that this phenomenon of cracking by a special Arrangement of the holes can be completely suppressed. These holes are arranged s <i that the The gap between two holes is at least 6 mm and that the straight line connecting i any two holes with the radial line going through one of the two holes an angle of at least 30 ".

Die Anzahl, die Anordnung und der Durchmesser dieser Löcher dürfen die Festigkeit der Brems- bzw. Kupplungsscheibe nicht nachteilig beeinträchtigen. Im Gegensatz /u der Anordnung liegen die Anzahl und der Durchmesser der angebrachten Löcher im Rahmen der üblichen Bremsscheiben aus Stahl. Aus wirtschaftlichen Gründen durchsetzen diese Löcher vorteilhaft nicht nur die Arbeitsfläche, sondern die ganze Bremsscheibe.The number, arrangement and diameter of these holes must not adversely affect the strength of the brake or clutch disc. In contrast / u of the arrangement, the number and diameter of holes are mounted in the ordinary steel discs. For economic reasons, these holes advantageously not only penetrate the work surface, but also the entire brake disc.

Anstelle der Löcher können auch höchstens 20 Schiit· ze angebracht werden, Wobei die Achsen der Schlitze mit einer sie schneidenden Radiallinie einen Winkel aufweisen, der Vorzugsweise zwischen 30 und 60° liegt. Die Dimensionen (Länge und Breite) der Schlitze Werden dadurch begrenzt, daß die Festigkeit der Bremsscheibe nicht beeifilfächligt werden darf. In der Praxis haben sich Schlitze mit einer Breite von 4—6 mm und einer Länge, die höchstens die Hälfte der Scheibenbreite ausmacht, gut bewährt.Instead of the holes, a maximum of 20 slots can be attached, with the axes of the slots have an angle with a radial line intersecting them which is preferably between 30 and 60 °. The dimensions (length and width) of the slots are limited by the strength of the Brake disc must not be overlaid. In the Practice have slots with a width of 4-6 mm and a length that is at most half the width of the pane, has proven its worth.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung werden die scheibenförmigen Maschinenteile für Bremsscheiben, insbesondere für Motorräder, oder Kupplungsscheiben, insbesondere in Automobilen, verwendet. Die verschleißfesten Maschinenteile können jedoch auch als Bremsscheihen in Maschinen für die spanabhebende Metallbearbeitung, beispielsweise bei Scheibenbr ?msenAccording to a further feature of the invention, the disc-shaped machine parts for brake disks, used in particular for motorcycles or clutch disks, especially in automobiles. the Wear-resistant machine parts can also be used as brake blades in machines for cutting Metal processing, for example for disc brakes

ίο von Drehbänken, eingesetzt werden.ίο be used by lathes.

In Motorrädern eingesetzte Bremsscheiben werden entgegen den Erwartungen nicht so heiß, daß das Aluminium wegschmelzen oder zumindest alle Festigkeitseigenschaften verlieren würde. Die meisten schwereren Motorräder haben zwei Bremsscheiben am Vorderrad, bei welchen es sich gezeigt hat, daß die Luftkühlung so stark ist, daß Aluminiumbremsscheiben selbst bei einer Vollbremsung nicht wärmer als ca. 300°C werden können. Die eingesetzten Aluminiumlegierungen halten diese Wärmebelastungen ohne unerwünschte Festigkeitsverluste aus.Contrary to expectations, brake discs used in motorcycles do not get so hot that that Would melt away aluminum or at least lose all strength properties. Most of the heavier ones Motorcycles have two brake discs on the front wheel, which have been shown to have the Air cooling is so strong that aluminum brake discs are not warmer than approx. 300 ° C. The aluminum alloys used withstand these heat loads without any undesirable loss of strength.

Die erfindungsgemäße Beschichtung genügt den harten Anforderungen an eine Brems- bzw. Kupplungsscheibe, auch bezüglich Haftung und Schlagunempfindlichkeit. Die Kombination von oxidkeramischer und metallischer Phase bewirkt eine Paarung von hoher Verschleißfestigkeit u>ad hinreichender üuktilität. Sie genügt außerdem den Anforderungen hoher Korrosionsfestigkeit. The coating according to the invention meets the tough requirements for a brake or clutch disc, also with regard to adhesion and impact insensitivity. The combination of oxide ceramic and metallic phase brings about a pairing of high wear resistance and sufficient ductility. she also meets the requirements of high corrosion resistance.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Ausführungsbeispiele nähet beschrieben.The invention is based on the following exemplary embodiments sewing described.

Beispiel 1example 1

Zur Herstellung einer Bremsscheibe wird ein Rohling in Form einer planen Scheibe aus einer warmfesten, korrosionsbeständigen, schmiedbaren Aluminiumlegierung in der erforderlichen Dicke plangedreht. Der Außendurchmesser dieser 4,5 mm dicken Scheibe beträgt 260 mm, der Innendurchmesser 144 mm. In diese Scheibe werden je 20 Löcher in einerr radialen Abstand von 96. 109 und 122 mm vom Zentrum der Scheibe derart gebohrt, daß je drei Löcher auf einer Geraden liegen, welche mit der Radiallinie durch das innere Loch der Dreiergruppe einen Winkel von 40° bildet. Der Durchmesser der angesenkten Löcher beträgt b mm. Anschließend wird die plangedrehte Scheibe mit Korund (Körnung 0,2—1.2 mm) sandgestrahlt, bis eine Oberflächenrauhigke.t von min. Sa 2,5 erreicht ist. Die auf einer Achse rotierende Scheibe wird gleichzeitig hinten und vorne mit je einer Düse sandgestrahlt.To manufacture a brake disc, a blank in the form of a flat disc is made from a heat-resistant, Corrosion-resistant, malleable aluminum alloy faced to the required thickness. Of the The outer diameter of this 4.5 mm thick disk is 260 mm, the inner diameter 144 mm. In these Disc will have 20 holes at a radial distance from each other 96, 109 and 122 mm from the center of the disc so that three holes on a straight line which forms an angle of 40 ° with the radial line through the inner hole of the group of three. Of the The diameter of the countersunk holes is b mm. Then the faced disc is also included Corundum (grain size 0.2-1.2 mm) sandblasted to a Surface roughness of at least Sa 2.5 is reached. the The disc rotating on an axis is sandblasted at the front and rear with one nozzle each.

Anschließend wird die kalte Scheibe mit einer 200 kW wasserstabilisierten Plasmaspritzpistole beschichtet. Das Spritzmateiral besteht aus 80% AI2Oi (Körnung 15 —40 um) und 20% Reinaluminium (Körnung 20-50 um)The cold pane is then coated with a 200 kW water-stabilized plasma spray gun. The spray material consists of 80% Al 2 Oi (grain 15-40 um) and 20% pure aluminum (grain 20-50 um)

Die aufgespritzte Schichtdicke beträgt ca. 500 μπι.
Abschließend wird die Scheibe mit einer keramisch gebundenen Siliziumkarbidscheibe geschliffen.
The sprayed-on layer thickness is approximately 500 μm.
Finally, the disc is ground with a ceramic-bonded silicon carbide disc.

Beispiel 2Example 2

Die Reibfläche einer marktüblichen Kupplungsschei-The friction surface of a commercially available clutch disc

be mit den Abmessungen von 23 cm als äußeren und 18 cm als infiörem Durchmesser wird itiil Korund (Körnung 0,2—1,2 mm) sandgestrahlt, bis eine Öberflächenrauhigkeit von min. Sa 2,5 erreicht ist. Anschlie-Be with the dimensions of 23 cm as the outer and 18 cm as the inner diameter, itiil becomes corundum (Grain size 0.2-1.2 mm) sandblasted to a surface roughness of at least Sa 2.5 is reached. Subsequent

ßend wird die Scheibe, wie in Beispiel 1 beschrieben, beschichtet und geschliffen.ßend the disk, as described in Example 1, coated and sanded.

Beispiel 3Example 3

Eine Bremsscheibe mit den Dimensionen und Lochanordnungen gemäß Beispiel 1 wird mit einem Bunsenbrenner auf eine Temperatur von 180° C vorgewärmt. Dann wird mit einer Lichtbogenspritzapparatur eine Schicht vor. 50 μπι Aluminium aufgetragen. Anschließend wird die Scheibe nach dem in Beispiel I beschriebenen Verfahren beschichtet und geschliffen.
Beispiel 4
A brake disk with the dimensions and hole arrangements according to Example 1 is preheated to a temperature of 180 ° C. using a Bunsen burner. Then an arc spray apparatus is used to pre-apply a layer. 50 μπι aluminum applied. The disk is then coated and ground using the method described in Example I.
Example 4

Eine Bremsscheibe mit den Dimensionen und Lochanordnungen gemäß Beispiel 1 wird mit einem Bunsenbrenner auf eine Temperatur von 1800C vorgewärmt. Dann wird die Scheibe, wie unter Beispiel 1 beschrieben, beschichtet und geschliffen.A brake disk with the dimensions and arrangements of holes of Example 1 is pre-heated with a Bunsen burner to a temperature of 180 0 C. The disk is then coated and ground as described in Example 1.

Claims (12)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verschleißfeste Beschichtung der Arbeitsoberfläche von scheibenförmigen Maschinenteilen aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen, dadurch gekennzeichnet, daß diese aus thermisch aufgetragenen Cermetbeschichtungen mit aluminiumhaltiger Metallkomponente besteht1. Wear-resistant coating of the work surface from disc-shaped machine parts Aluminum or aluminum alloys, thereby characterized in that this consists of thermally applied cermet coatings with aluminum-containing Metal component consists 2. Verschleißfeste Beschichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die keramische Komponente aus Metalloxiden besteht.2. Wear-resistant coating according to claim 1, characterized in that the ceramic component consists of metal oxides. 3. Verschleißfeste Beschichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die keramische Komponente aus einem Material der Gruppe, gebildet aus Al2O], Al2O3 + TiO2, Al2O3 + ZrO2, Cr2O3 und AI2O3 + Cr2O3, besteht.3. Wear-resistant coating according to claim 2, characterized in that the ceramic component consists of a material from the group formed from Al 2 O], Al 2 O 3 + TiO 2 , Al 2 O 3 + ZrO 2 , Cr 2 O 3 and Al 2 O 3 + Cr 2 O 3 . 4. Verschleißfeste Beschichtung nach einem der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß die aluminiumhaltige Komponente Reinaluminium, eine siliziumhaltige- oder eine magnesiumhaltige Aluminiumlegierung ist.4. Wear-resistant coating according to one of claims 1-3, characterized in that the Aluminum-containing component Pure aluminum, a silicon-containing or a magnesium-containing aluminum alloy is. 5. Verschleißfeste Beschichtung nach einem der Ansprüche 1 —4. dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichts-Verhältnis der Komponenten Keramik zu Metall zwischen 90 : 10 und 60 :40 liegt.5. Wear-resistant coating according to one of claims 1-4. characterized in that the The weight ratio of the components ceramic to metal is between 90:10 and 60:40. 6. Verschleißfeste Beschichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichts-Verhältnis Keramik zu Metall zwischen 85 : 15 und 75 :25 liegt.6. Wear-resistant coating according to claim 5, characterized in that the weight ratio Ceramic to metal is between 85:15 and 75:25. 7. Verschleißfeste Beschichtung nach einem der Ansprüche 1—6, dadurch gekennzeichnet, daß sie mittels Plasmaspritzverfahren aufgetragen ist.7. Wear-resistant coating according to one of claims 1-6, characterized in that it is applied by means of plasma spraying. 8. Verschleißfeste Beschichtung nach den Ansprüchen 1—7, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen Grundmaterial und Cermetbeschichtung eine Haftschicht aus Aluminium befindet.8. Wear-resistant coating according to claims 1-7, characterized in that There is an adhesive layer made of aluminum between the base material and the cermet coating. 9. Verschleißfeste Beschichtung nach Anspruch 8. dadurch gekennzeichnet, daß die Haftschicht aus Aluminium 10— 100 μηι dick ist.9. Wear-resistant coating according to claim 8, characterized in that the adhesive layer consists of Aluminum is 10-100 μm thick. 10. Verschleißfeste Beschichtung nach den Ansprüchen 1 — 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie von die Festigkeit der scheibenförmigen Maschinenteile nicht nachteilig beeinflussenden Löchern durchsetzt ist. welche einen Zwischenraum von mindestens 6 mm und Verbindungsgeraden mit einem Winkel von mindestens 3Or zu einer durch ein Loch gehende Radiallinie der Scheibe aufweisen.10. Wear-resistant coating according to claims 1-9, characterized in that it is penetrated by holes which do not adversely affect the strength of the disk-shaped machine parts. which have a gap of at least 6 mm and connecting straight lines with an angle of at least 3O r to a radial line of the disc going through a hole. 11. Verschleißfeste Beschichtung nach den Ansprüchen 1 —9, dadurch gekennzeichnet, daß sie von die Festigkeit der scheibenförmigen Maschinenteile nicht nachteilig beeinflussenden Schlitzen durchsetzt ist. wobei die Achsen der Schlitze mit einer einen Schiit/ der Scheibe schneidenden Radiallinie einen Winkel von 30 —60 aufweisen11. Wear-resistant coating according to the claims 1-9, characterized in that it depends on the strength of the disc-shaped machine parts not adversely affecting slots is penetrated. the axes of the slots with a one Shiit / the radial line intersecting the disc have an angle of 30-60 12. Verwendung der verschleißfesien Beschich tung nach einem der Ansprüche I — 11 bei Bremsscheiben, insbesondere für Motorräder, oder Kupplungsscheiben, insbesondere für Automobile.12. Use of the wear-resistant coating device according to one of claims I - 11 Brake disks, in particular for motorcycles, or clutch disks, in particular for automobiles.
DE2744725A 1977-09-07 1977-10-05 Wear-resistant coating of the work surface of disc-shaped machine parts made of aluminum or aluminum alloys Expired DE2744725C3 (en)

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DE2744725A1 DE2744725A1 (en) 1979-03-08
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DE (1) DE2744725C3 (en)
FR (1) FR2402532A1 (en)
GB (1) GB2003935B (en)
IT (1) IT1099482B (en)
NL (1) NL7809112A (en)
SE (1) SE7809374L (en)

Families Citing this family (61)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4290510A (en) * 1978-12-14 1981-09-22 Chrysler Corporation Wear resistant coated article
DE3067748D1 (en) * 1979-07-30 1984-06-14 Secr Defence Brit A method of forming a corrosion resistant coating on a metal article
US4248440A (en) * 1979-09-12 1981-02-03 Ramsey Corporation Titania-alumina-yttria piston ring facing
DE3033139A1 (en) * 1980-09-03 1982-04-08 Alfred Teves Gmbh, 6000 Frankfurt DEVICE WITH A FRICTION PAIR, IN PARTICULAR FRICTION BRAKE OR FRICTION CLUTCH
IT1129463B (en) * 1980-12-19 1986-06-04 Cselt Centro Studi Lab Telecom NOZZLE FOR THE REALIZATION OF THE FIRST OPTICAL FIBER COATING
DE3122522A1 (en) * 1981-06-05 1982-12-23 Hermann Dipl.-Ing. 8033 Planegg Pflaum SYNCHRONIZING DEVICE FOR MOLDING CLUTCH COUPLINGS AND METHOD FOR PRODUCING SUCH A SYNCHRONIZING DEVICE
DE3244073C1 (en) * 1982-11-29 1984-05-30 Goetze Ag, 5093 Burscheid Spray powder with aluminum oxide and titanium dioxide for the production of wear-resistant and break-out-proof coatings
SE8305097L (en) * 1983-09-21 1985-03-22 Volvo Ab BRAKE ELEMENT OF ALUMINUM WITH WASHING LAYER
NO850403L (en) * 1985-02-01 1986-08-04 Ingard Kvernes ALUMINUM BASED ARTICLE WITH PROTECTIVE COATS AND PROCEDURES FOR PRODUCING THEREOF.
DE3605558C5 (en) * 1985-04-12 2004-10-14 Volkswagen Ag Clutch disks for a fluid friction clutch and method of manufacturing the same
DE3515512A1 (en) * 1985-04-30 1986-10-30 Bayerische Motoren Werke AG, 8000 München FRICTION RING, ESPECIALLY FOR DISC OR DRUM BRAKES
US4822689A (en) * 1985-10-18 1989-04-18 Union Carbide Corporation High volume fraction refractory oxide, thermal shock resistant coatings
JP2508712B2 (en) * 1986-05-27 1996-06-19 ブリヂストンサイクル株式会社 Bicycle rim
DE3640212A1 (en) * 1986-11-25 1988-06-01 Didier Werke Ag Brake disc or drum
US5277936A (en) * 1987-11-19 1994-01-11 United Technologies Corporation Oxide containing MCrAlY-type overlay coatings
US5287615A (en) * 1987-12-15 1994-02-22 Emitech Gesellschaft Fur Emissionstechnologie Mbh Process for joining a hollow shaft and elements slid thereon
DE3802488C2 (en) * 1988-01-28 1999-06-24 Stihl Maschf Andreas Brake band for stopping the saw chain of a motor chain saw
FR2631044B1 (en) * 1988-05-06 1993-09-10 Hautes Technologies Indles BRAKE FRICTION SURFACE, METHOD AND DEVICE FOR ITS MANUFACTURE
JP2987704B2 (en) * 1988-07-15 1999-12-06 財団法人鉄道総合技術研究所 Brake disc material for high-speed railway vehicles
DE3838438A1 (en) * 1988-11-12 1990-05-17 Teves Gmbh Alfred SLIDING GUIDE, ESPECIALLY FOR HYDRAULIC DISC BRAKES AND METHOD FOR COATING THEM
DE3841331C1 (en) * 1988-12-08 1990-05-23 Dr.Ing.H.C. F. Porsche Ag, 7000 Stuttgart, De Clutch disc and method for its manufacture
US5228493A (en) * 1990-07-02 1993-07-20 General Electric Company Abrasion method of forming filament reinforced composites
US5048654A (en) * 1990-07-20 1991-09-17 Borg-Warner Automotive, Inc. Ceramic clutch separator plates
US5029686A (en) * 1990-07-20 1991-07-09 Borg-Warner Automotive, Inc. Clutch separator plates
DE69128536T2 (en) * 1990-09-14 1998-07-30 Martin John Michael Murphy Brake disc or similar component made of composite material with a metal matrix
GB9024702D0 (en) * 1990-11-14 1991-01-02 Lucas Ind Plc Friction members
US5224572A (en) * 1991-07-29 1993-07-06 Smolen Jr George W Lightweight brake rotor with a thin, heat resistant ceramic coating
JP2582215Y2 (en) * 1992-07-23 1998-09-30 エヌエスケー・ワーナー株式会社 Friction engagement device
DE4243516A1 (en) * 1992-12-22 1994-06-23 Teves Gmbh Alfred Brake pads for disc brakes with aluminum brake discs
FR2717874B1 (en) * 1994-03-25 1996-04-26 Gec Alsthom Transport Sa Multimaterial disc for high energy braking.
US5526914A (en) * 1994-04-12 1996-06-18 Lanxide Technology Company, Lp Brake rotors, clutch plates and like parts and methods for making the same
US5535870A (en) * 1995-04-13 1996-07-16 Dynax Corporation Wet multidisc friction engaging device
US5765845A (en) * 1996-10-31 1998-06-16 Ford Global Technologies, Inc. Durable noise suppressing coating between interengaging articulating swivel members
US5901826A (en) * 1996-11-12 1999-05-11 Borg-Warner Automotive, Inc. Clutch pressure plate with backing plate
JPH11101267A (en) * 1997-09-29 1999-04-13 Exedy Corp Damper mechanism
US5964022A (en) * 1997-12-29 1999-10-12 Ford Global Technologies, Inc. Method of joining brake assemblies to wheel hubs
NO312113B1 (en) * 1999-03-10 2002-03-18 Volvo Personvagnar Ab Procedure for surface treatment of friction elements, as well as friction elements
US20020166739A1 (en) * 2001-04-10 2002-11-14 Yngve Naerheim Brake assembly cooling
EP1258647B1 (en) * 2001-05-15 2012-02-15 Volkswagen AG Brake disc for a vehicle and method for its production
US6651795B2 (en) * 2002-03-11 2003-11-25 Ford Global Technologies, Llc Clutch pressure plate and flywheel with friction wear surfaces
US6805971B2 (en) 2002-05-02 2004-10-19 George E. Talia Method of making coatings comprising an intermetallic compound and coatings made therewith
US20050241896A1 (en) * 2004-04-28 2005-11-03 Gerald Martino Brake rotors with heat-resistant ceramic coatings
US20060292392A1 (en) * 2004-10-26 2006-12-28 Froning Marc J Corrosion-resistant coating for metal substrate
US7229700B2 (en) * 2004-10-26 2007-06-12 Basf Catalysts, Llc. Corrosion-resistant coating for metal substrate
DE102005005791A1 (en) * 2005-02-09 2006-08-10 Schaeffler Kg Friction cladding for a synchronizing component, in a vehicle automatic gearbox, is a ceramic oxide layer with an additive for wear-resistance with a long life
FR2886486B1 (en) * 2005-05-31 2007-07-13 Sagem Defense Securite IMPROVEMENT TO FRICTION MATERIALS
US20070022873A1 (en) * 2005-07-26 2007-02-01 Honeywell International Inc. Wear-resistant port plate for a fluid transfer device and fluid transfer device including same
US20090238763A1 (en) * 2006-07-09 2009-09-24 Chongxi Yu High penetration compositions and uses thereof
US8449943B2 (en) * 2007-02-20 2013-05-28 Tech M3, Inc. Composite brake disks and methods for coating
US8893863B2 (en) 2007-08-22 2014-11-25 Tech M3, Inc. Reduction of particulate emissions from vehicle braking systems
EP2122004B1 (en) * 2007-02-20 2013-01-30 Tech M3, Inc. Wear resistant coating for brake disks with unique surface appearance and methods for coating
ATE551548T1 (en) * 2007-08-22 2012-04-15 Tech M3 Inc BRAKE DISC AND PRODUCTION PROCESS THEREOF
US20110048871A1 (en) * 2007-08-22 2011-03-03 Meckel Nathan K Brake rotors, disk assemblies, and other components
DE102008034399B4 (en) * 2007-10-04 2015-01-22 Bpe International Dr. Hornig Gmbh Process for the production of coatings from MMC and components coated in this way
WO2010130529A1 (en) * 2009-05-13 2010-11-18 Ford Global Technologies, Llc Coated lightweight metal disk
DE102011120989B3 (en) * 2011-12-13 2012-12-27 Daimler Ag Spraying material, useful for preparing a coating on a working surface e.g. a friction surface of a cast-iron base body, comprises a ceramic powder, and a metallic powder mixture comprising a first powder and a second powder
EP2650398B8 (en) * 2012-04-11 2015-05-13 Oerlikon Metco AG, Wohlen Spray powder with a superferritic iron base compound and a substrate, in particular brake disc with a thermal spray coating
WO2014090909A1 (en) * 2012-12-12 2014-06-19 Nova Werke Ag Wear-resistant layer and method for producing a wear-resistant layer
US10197121B2 (en) 2013-03-15 2019-02-05 Tech M3, Inc. Wear resistant braking systems
WO2014145231A2 (en) 2013-03-15 2014-09-18 Tech M3, Inc. Braking systems incorporating wear and corrosion resistant rotors
US9404546B2 (en) 2014-06-18 2016-08-02 Robert Bosch Gmbh Copper free friction material composition

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1020506B (en) * 1956-07-09 1957-12-05 Metallizing Engineering Co., Inc., Westbury, N. Y. (V-StA.) Process for spraying on fusible, ceramic materials
US2976166A (en) * 1958-05-05 1961-03-21 Robert E White Metal oxide containing coatings
US3091548A (en) * 1959-12-15 1963-05-28 Union Carbide Corp High temperature coatings
US3436511A (en) * 1965-01-18 1969-04-01 Union Carbide Corp Coating composition and method of applying
US3371756A (en) * 1966-01-18 1968-03-05 Albert W. Spitz Heat dissipating brake
DE1575933B2 (en) * 1966-08-26 1970-09-17 Jurid Werke Gmbh, 2056 Glinde Friction disc for brakes and clutches
US3584718A (en) * 1969-06-02 1971-06-15 Schiefer Mfg Co Wear surfaces of clutches, flywheels and the like
CH579155A5 (en) * 1971-11-16 1976-08-31 Alusuisse
US3837817A (en) * 1972-10-18 1974-09-24 Nippon Piston Ring Co Ltd Sliding member having a spray-coated layer
FR2229785A1 (en) * 1973-05-16 1974-12-13 Asahi Glass Co Ltd Forming alumina coatings on e.g. refractory substrates - to give improved heat and wear resistance
JPS5015243A (en) * 1973-06-15 1975-02-18
US4004890A (en) * 1976-02-09 1977-01-25 The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration Method and means of reducing erosion of components of plasma devices exposed to helium and hydrogen isotope radiation

Also Published As

Publication number Publication date
BE870293A (en) 1979-01-02
ATA643878A (en) 1981-08-15
IT1099482B (en) 1985-09-18
US4180622A (en) 1979-12-25
FR2402532B1 (en) 1983-12-23
FR2402532A1 (en) 1979-04-06
NL7809112A (en) 1979-03-09
GB2003935A (en) 1979-03-21
GB2003935B (en) 1982-06-30
JPS5452632A (en) 1979-04-25
DE2744725B2 (en) 1980-08-07
AT366420B (en) 1982-04-13
CH633868A5 (en) 1982-12-31
SE7809374L (en) 1979-03-08
IT7827430A0 (en) 1978-09-07
DE2744725A1 (en) 1979-03-08

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